雙曲複數

基本

正數
自然数
正整數
小数
有限小数
无限小数
循环小数
有理数
代數數
实数
複數
高斯整數

负数
整数
负整數
分數
單位分數
二进分数
規矩數
無理數
超越數
虚数
二次无理数
艾森斯坦整数

延伸

二元数
四元數
八元數
十六元數
超實數
大實數
上超實數

雙曲複數
雙複數
複四元數
共四元數
超复数
超數
超現實數

其他

質數
可計算數
基數
阿列夫數
同餘
整數數列
公稱值

規矩數
可定義數
序数
超限数
p進數
數學常數

圓周率
自然對數的底
虛數單位
無窮大

雙曲複數乘法表
× 1 j
1 1 j
j j 1

雙曲複數英語:或),是異於複數而對實數所做的推廣。

定義

考慮數,其中實數,而量不是實數,但是實數。

選取,得到一般複數。取的話,便得到雙曲複數。

定義雙曲複數的加法乘法如下,使之符合交換律結合律分配律

共軛、範數

對於,其共軛值。對於任何雙曲複數

可見它是自同構的。

定義內積 。若 ,說(雙曲)正交。

雙曲複數的平方範數就取自己和自己的內積,即自身和其共軛值之乘積(閔可夫斯基範數):

這個範數非正定,其Metric signature是(1,1)。它在乘法下不變:

除法

除了0之外,也不是每個雙曲複數都有乘法逆元。

由此可見,雙曲複數可逆若且唯若其平方範數非零。其形式均為,其中是實數。

雙曲複數的冪等元有:

列方程。有四個解:

s和s^*都是不可逆的。它們可以作雙曲複數的

若將表示成,雙曲複數的乘法可表示成 。因此,在這個基裏,雙曲複數的加法和乘法和直和R⊕R同構。

共軛可表示為,範數

幾何

有閔可夫斯基內積的二維實向量空間稱為1+1閔可夫斯基空間,表示為R1,1。正如歐几里得平面R2的幾何學可以複數表示,閔可夫斯基空間的幾何學可以雙曲複數表示。

R,對於非零的,點集 雙曲線。左邊和右邊的會經過稱為單位雙曲線。

共軛雙曲線是 ,會分別經過。雙曲線和共軛雙曲線會被成直角的兩條漸近線 分開。

歐拉公式的相應版本是

歷史

1848年James Cockle提出了双复数。1882年威廉·金頓·克利福德以雙曲複數表示自旋和。

20世紀,雙曲複數成為描述狹義相對論勞侖茲變換的工具,因為不同參考系之間的速度變換可由雙曲旋轉表達。

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